圖書簡介
第一章 緒論
第一節 交通工程學的定義
交通是人、車、物和信息在兩地之間的往來、傳遞和輸送的總稱。它是隨著人們生產和生活活動所引起的信息交往和客貨流通的需要而必然產生的事物，而且隨著人類社會生產發展而不斷地發展。現代交通是由道路（含公路與城市道路）、鐵路、水路、航空和管道五種主要運輸方式所構成。利用道路作為交通方式的，稱為道路交通。道路交通工程學是研究公路與城市道路交通的一門學科，常簡稱為交通工程學。
交通工程學是一門正在發展中的新興邊緣學科，世界上對其定義有多種，現僅將具代表性的幾種定義闡述如下。
早在20世紀40年代，美國交通工程師協會對交通工程學的定義為：交通工程學是研究道路規劃、幾何設計與交通管理，研究路網、車站以及與之相鄰接的土地等同交通方式的關系，使人和物的運輸達到安全、有效和便利的目的。
著名的澳大利亞交通工程教授布倫敦對交通工程學的定義為：交通工程學是關于交通和旅行的量測科學，是研究交通流和交通發生規律的科學，為了使人和物安全而有效地移動，把這些科學知識應用于交通系統的規劃、設計和營運的領域。
1983年世界交通工程師協會會議指南提出的定義為：交通工程學是運輸工程學的一個分支，它涉及規劃、幾何設計、交通管理和道路網、終點毗連用地與其他運輸方式的關系。
由上述可見，交通工程學是一門研究道路交通問題的邊緣學科。它研究道路交通各基本要素相互之間的時間和空間關系，使之獲得最佳配合，從而達到安全、通暢、經濟、舒適和低公害，充分發揮交通效能。其主要研究的內容是：交通流特性及其理論、交通規劃、交通設計、交通安全、交通管理與控制等。
交通工程學不同于一般的工程學，它是一種由自然科學和社會科學相互滲透、相互交叉的多種相關學科組成的邊緣科學。它所研究的內容，不僅與車、路、環境等的工程因素有關，而且與人的生理、心理因素有關，還與社會、經濟、政治的因素有關。在研究的過程中，既要以靜態的觀點研究道路工程技術、車輛構造及其技術特性等問題，還要用動態的觀點，以交通流為中心，綜合地研究交通體系中的人、車、路三大要素在交通流中的特性，以及三者在交通這個動態環境中的作用與相互關系。
交通工程學不僅是把道路工程學、汽車工程學、運輸工程學和環境工程學綜合在一個交通系統中，去探討如何發揮交通的最大效能，它還涉及城市規劃學、國土學、人機工程學、心理學、生理學、系統工程學、運籌學、應用數學、電子工程、電子計算機、自動控制等學科。由于交通工程學的內容涉及以下五個方面：法規（Enforcement）、教育（Education）、工程（Engineering）、環境（Environment）、能源（Energy），所以人們直觀地把交通工程稱為“五E”科學。
我國的交通工程專家們提出過不同的定義，迄今為止尚未形成統一的意見。我國《交通工程手冊》給出的交通工程學的定義為：交通工程學是研究道路交通中人、車、路、環境之間的關系，探討道路交通規律，建立交通規劃、設計、控制和管理的理論方法，以及有關的設施、裝備、法律和法規等，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒適的一門技術科學。•第二節 交通工程學科的研究范圍與特點交通工程學作為一門新興學科，發展至今其內容已經很豐富了，主要包括以下內容。
一、道路交通中人、車、路的特性
1.駕駛員和行人的特性
駕駛員在道路交通中起著主導作用；行人在我國當前交通單元中所占的數量很大，但他們又是交通事故中的弱者。這兩者的特性是交通流量及流向預測、交通規劃、交通設施設計、交通管理與控制以及其他交通安全措施等的重要依據。他們的主要特性有：駕駛員和行人在交通中的心理與生理特性、視覺特性、反應特性、駕駛特性及差異特性等。
2.車輛的特性
車輛是道路交通的主要運輸工具，車輛擁有量是一個城市或一個地區交通狀況的基礎數據，因此要研究車輛歷年的增長率、人均擁有的車輛數、車輛的增長與道路發展的關系、車輛擁有量的預測以及如何合理控制車輛擁有量的盲目增長等。
車輛運行特性主要包括車輛構造特性和在道路上的運動特性。動力特性、操縱特性、穩定性、通過性與經濟性等，可為道路設計、交通設施的設計與安置，以及交通管制、交通安全、交通環境保護等提供基本依據。
3.道路的特性
道路是交通的基礎，各種道路的幾何線形、視距、路幅的布設，各種幾何尺寸，路面狀況等給交通流特性、道路通行能力、交通安全、交通管理等提供基本參數。
4.道路交通環境
道路交通環境的存在是車輛運行的客觀依托，其質量如何，直接影響到道路交通的安全與通暢與否。反之，當交通環境受到交通污染，又將危及交通的正常運行。
5.交通流特性
交通流是交通工程研究的中心，其時問、空間特性可通過基本參數表征，能體現其基本特性的參數為交通量、車速、密度。交通調查中除對這三項基本參數進行調查外，還包括對交叉口和路段通行能力的調查，延誤調查，人流、車流、貨流的起訖點調查，交通安全調查等。通過調查所收集到的實際資料，是交通規劃、交通管制、交通安全措施等的基礎資料。
二、交通調杏
交通調查是開展交通工程研究的基礎工作，主要調查項目有：交通量、車速和車流密度調查；行車時間和延誤調查；通行能力調查；交通事故調查；交通環境調查等。對于上述調查項目如何取樣、如何進行數據分析的整理都是交通工程學的研究問題。
三、交通流理論
交通流理論是對各種不同密度的交通流狀態的基本參數間的關系，運用宏觀與微觀的方法，進行研究所獲得的基本特性及其規律與模型。目前，已經發展相對成熟的交通流理論研究方法，大體可概括為概率統計分布方法和排隊論、跟馳理論與流體力學模擬理論的方法。近幾年，隨著人們對人工智能方法認識的進一步深入，交通工程領域也對其進行了相關研究。
四、道路通行能力
道路通行能力是指各種道路的路段及其各式交叉口在各種情況下，所能通過車輛的數量，即道路的容量。這是用以度量道路疏導車輛能力的一項定量指標，是作為交通規劃、道路規劃與設計和交通管制的重要依據。
五、交通規劃
交通規劃研究交通發展與國民經濟發展、土地利用、人口發展之間的關系，提出道路交通與國民經濟發展相適應或促進國民經濟發展方面的統籌部署，即在確定規劃期限、目標的基礎上，根據交通調查、分析和預測以及社會經濟效益估價等，制訂交通結構與道路網規劃。它是區域城市總體規劃的重要組成部分，是道路網規劃的基礎。交通規劃的基礎是地區或城市的總體規劃及其土地利用和人口發展規劃等。交通規劃的程序是從現狀交通出行調查和經濟調查人手，預測規劃年的出行分布、交通方式劃分和交通量在路段上的分配，然后做出對規劃的評價，提出實施方案。
六、交通管理與控制
交通管理與控制的研究，是根據交通工程學的原理，運用科學的方法與手段，采取技術、行政和法制等措施，探求如何合理地引導、組織和限制交通流，以達到交通的安全、快速，暢通和低公害的目的。現在常用的辦法有：設置各種標志與信號，包括對一個交叉口或危險地段的“點控”、對一條路線的“線控”和對某個區域或城市的“面控”。此外還常采用渠化交通、單向交通等辦法；在行政管理方面有錯時上下班、限制車輛的流向等；在法制管理方面有加強對駕
駛員的管理和對車輛的檢驗等。交通管理與控制的目的是在現有的道路條件下，使各交通要素達到協調一致，從而保障交通的安全、暢通與低公害。
七、交通安全
在全世界范圍內，交通事故都是一個嚴重的問題。2006年我國共發生道路交通事故378781起，共造成76 350人死亡，431 139人受傷，直接財產損失達14.9億元。因此，研究和掌握交通事故在時間與空間的分布規律，分析產生事故的各種原因，建立安全度評價指標體系，宏觀地預測未來交通安全狀況，對保證交通安全極為重要。交通安全研究就要提出如何減少或避免交通事故，增強交通安全的對策或措施。
八、交通工程設計
交通工程設計研究道路與交叉15的交通設計，如高速干道的交通檢測、交通管理設施和交通安全構筑物設計，停車場、停車站、收費系統等交通設施的設計，道路交通通信及用電系統的設計等。
第三節 道路交通工程學科的產生與發展
人和物在道路上的移動構成了道路交通，它是人類最早使用、與人們生活關系最密切的一種交通方式。最初人們只是修建簡易道路供人、畜以及畜力車通行，隨著現代工業的迅速發展，汽車的運用越來越廣泛，出現了一些交通問題，便開始了有關道路交通問題的研究。1926年美國哈佛大學率先設立交通工程專業，培養專門的交通工程人才。1930年美國成立了交通工程師協會，這成為世界上交通工程學誕生的重要標志。
……
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